核心素养导向下的科学新教材分析及使用建议

摘    要：2024年版浙教版科学教材根据“发展学生科学核心素养为宗旨，落实立德树人为根本任务”而修订。教师可从编写体例的修改、知识框架的调整、素材情境的改动等方面进行新旧教材的对比和分析，以此发现新教材的“变”与“不变”，进而为新教材的有效使用提供支持。新教材强化学科育人以全面发展核心素养，根据认知规律设置教学序而利于教师的教和学生的学，凸显工程教育以提升工程思维。在教学中，教师要精读教材以把握教材编排的学科逻辑和内涵，着眼全局以实施单元整体教学，重视评价以落实“教—学—评”一体化。

关键词：科学新教材；核心素养；学科育人；教材分析

随着《中国学生发展核心素养》的发布，基础教育目前正处于新课标、新中考、新教材下的“三新”教育变革时期，2022年教育部颁布《义务教育科学课程标准（2022年版）》（以下简称“《义教科学课标》”），2024年6月浙江省实行中考省统一命题，2024年9月七年级学生正式使用基于《义教科学课标》编写的新教材。2024年版浙教版科学教材（以下简称“新教材”）根据“发展学生科学核心素养为宗旨，落实立德树人为根本任务”而修订，与2012年版浙教版科学教材（以下简称“旧教材”）相比，新教材在编写体例、知识框架、素材情境等方面都有了较大的改动。为促进教师更加全面地认识和使用新教材，下面笔者以新旧教材七年级上册为例进行对比分析，挖掘特色与亮点，并思考如何更好地使用新教材实现学科育人。

一、教材对比分析

笔者从编写体例的修改、知识框架的调整、素材情境的改动等方面进行新旧教材的对比和分析，以此发现新教材的“变”与“不变”，进而为新教材的有效使用提供支持。

（一）优化了教材编写体例

编写体例的变动主要体现在栏目设置上。新教材的栏目设置在继承旧教材的基础上，进行了优化和补充（如表1所示）。

新教材将旧教材中的“实验”“活动”“观察”“读图”等栏目调整为了“探索活动”“实践活动”“探究实践”等栏目，以进一步凸显学科实践的重要性。在每章内容之后设置“学习整理”栏目，有利于学生自主构建单元知识框架、发展元认知能力，进而形成单元大概念。增设“方法与技能”“科学拓展”“科学·技术·工程”“学习评价”等栏目：“方法与技能”栏目有利于学生在构建科学观念的同时，掌握基本的科学方法，进而提升科学思维；“科学拓展”栏目可更好地激发学生的学习兴趣，拓展学生的知识面；“科学·技术·工程”栏目可帮助学生加强对科学、技术、工程和社会之间关系的认识，了解人类历史文明和科技变迁，提升科学态度和责任；“学习评价”栏目包括“概念理解”“迁移应用”“探究实践”“学习反思”四个环节，有利于学生进行自我评价和反思，实现“教—学—评”一体化。

（二）重构了教材知识框架

相较于旧教材，新教材对各章节知识内容进行了整合、重组和增减，并凝练出了更加具有统领性的章节标题。从数量上看，旧教材四章共有26节内容，而新教材前四章只有15节内容，加上最后一章也只有17节内容（如表2所示）。

从内容上看，新教材在原有教学内容的基础上进行了整合，比如将旧教材中的《走进科学实验室》和《科学测量》两节内容整合为新的《科学测量》，整合后包含长度测量、体积测量、温度测量和科学实验室四块内容。同时，新教材基于核心概念进一步对教学内容进行了重组，比如《广袤浩瀚的宇宙》这一章，隶属于“宇宙中的地球”这一核心概念，按照由近到远、由局部到整体的原则，编排了“地球—太阳系—宇宙”这一符合学生认知逻辑的知识序和认知序的三课时内容，而这部分内容由旧教材七年级上册第3章中的《地球的形状和内部结构》《地球仪和地图》、七年级下册第4章中的《太阳和月球》《太阳系》《探索宇宙》和九年级下册第1章中的《人类对于宇宙的认识》《太阳系的形成和恒星的演化》重组而成。通过对比，不难发现旧教材更关注知识的相关性，而新教材更注重思维的递进性，更贴合核心素养时代的育人要求。新教材也对部分知识进行了增减，如：删除了《泥石流》这一节，这部分内容由初中地理学科进行教学，避免了不同学科间的重复教学，优化了初中课程体系；增加了《探索技术与工程的世界》这一章，并精选了“三球运动演示模型制作”“制作一把办公椅”等熟悉的工程情境，它们超越了学科的界限，涉及自然现象、生活现象、社会现象，以及科学、技术、社会、环境的关系，通过跨学科学习的方式，培养学生解决实际问题的综合能力，落实《义教科学课标》提出的“技术、工程与社会”“工程设计与物化”这两个核心概念。

（三）更新了素材情境

新教材在插图选择、素材选择方面更注重适用性、时代性和民族性的原则，有机融合了中华民族传统文化和先进发明，凸显了我国科技成就和科学家事迹，有利于增加学生的“四个自信”［1］。新教材精选了大量的探索活动素材。如：第1章第1节《科学并不神秘》中的活动，用“玻璃罩内蜡烛先后熄灭”这一探究性活动开启学生对科学的认识，相较于旧教材中的“乒乓球”实验，这一实验的探究性、开放性和趣味性更强，更能激发学生对未知世界的探索欲望，适用性更强；“科技改变生活”对应的配图，在保留袁隆平杂交水稻的基础上，将旧教材中的扫地机器人和CT更新为盾构机和“智慧药房”远程问诊，凸显了新时代背景下的新科技和新发明，体现了时代性；“科技促进人类社会进步”对应的素材和配图，精选我国的火药与火箭，指南针和北斗卫星导航系统，体现了中华民族在探索自然、改造世界过程中所展现出的大国工匠精神，体现了民族性。

二、特色亮点

新教材的编写以《义教科学课标》的要求为导向，确保了教材内容的科学性、适宜性和时代性，基于核心素养精选素材，强化了教学内容的内在联系，创新了教材内容的呈现形式，加强了情境创设和问题设计，凸显了学科实践和工程教育。

（一）强化学科育人，全面发展核心素养

新教材的编写以学生核心素养的落地为抓手，围绕核心概念组织教学内容，构建大单元视域下的课程内容，注重教学内容的学科逻辑和内在联系。核心素养包括：科学观念、科学思维、探究实践和态度责任。科学观念是基础，体现了学科的本质属性；科学思维和探究实践是关键能力；态度责任体现了价值观和方向［2］。新教材进一步强化了学科实践和学科育人，强化了素养导向。

1.聚焦核心概念，指向科学观念

新教材围绕学科核心概念和跨学科核心概念组织课程内容，确保不同章节、单元或学段之间的知识相互衔接，形成连贯的知识体系。例如，在第4章第3节《日地月的相对运动》内容的处理上，注重小学到初中的知识内容进阶，符合学生的认知规律，能帮助学生形成有序的知识体系（如图1所示）。而在教材内容的组织上，则以核心概念为统领，渗透跨学科核心概念，指向科学观念的形成。

2.注重方法和技能，提升科学思维能力

《义教科学课标》要求学生掌握分析与综合、比较与分类、抽象与概括、归纳与演绎等基本的思维方法，具有初步的科学思维能力。将具体的方法与技能融入知识教学，既有利于教师的教，也有利于学生的学，使学生能够在构建科学观念的基础上掌握科学方法与技能，进而逐步提升科学思维。新教材七年级上册共提炼出7种方法与技能：分析、比较（第2章），科学记数法、模型建构（第3章），分类、模拟实验、科学假说（第4章）。

以第4章为例，其主要涉及“物质的运动和相互作用”“宇宙中的地球”两个核心概念。在学习“物体运动的形式”这一知识点时，学生分类的方式有很多种，但教师要让学生明确：必须基于研究对象的某种特征，根据标准进行归类。教材中引入分类这一方法，有利于学生掌握运动形式分类这一知识，同时深化分类的思想。而在“地球转动”和“日地月的相对运动”两个知识点的教学中，由于天体运动比较抽象，七年级学生很难理解，此时借助模拟实验，既可帮助学生形成直观认识，也可为学生模型理解和模型建构能力的提升奠定基础。

3.重视学科实践，提升探究实践能力

新教材注重“做中学”的理念，引导学生积极参与学科探究活动，经历发现问题、解决问题、构建知识、运用知识的过程，从而进一步加强知识学习与生活经验、社会实践之间的联系。同时，新教材注重真实情境的创设，以此增强学生认识真实世界、解决真实问题的能力，并强化学科实践。新教材将旧教材中的“活动”拆解为“探索活动”和“实践活动”，其中，探索活动33个（如玻璃罩内蜡烛先后熄灭、测量教科书的长度等），实践活动14个（如撰写“爱鸟周”活动方案并组织实践、实践体验猜动物游戏等）。从具体的活动内容来看，我们不难发现新教材更注重学生的真实体验，为学生的探究实践能力提升提供了具有可操作性的活动载体。

4.提炼科学史和科学家精神，提升科学态度和责任

新教材在保留旧教材部分国际科学史和国际科学家的基础上，充分挖掘中国科学史内容，大力弘扬中华优秀传统文化和科学家精神，并在五大领域全面展现了这一特点。如在“插图”“教学内容”“科学·技术·社会·环境”“科学·技术·工程”“科学阅读”等板块，呈现我国重要的科技发明和创作，重点突出了盾构机、“智慧药房”远程问诊、北斗卫星导航系统、超级计算机神威·太湖之光、梦天实验舱、屠呦呦发现青蒿素、天问一号火星探测器、空间交会对接技术、蛟龙号深海载人潜水器、中国天眼等中国创新和制造。融入科学史和科学家精神的材料，既是课堂教学的有效素材，也是提升科学思维、批判性思维和科学态度的有效手段。

（二）根据认知规律设置教学序，利于教师的教和学生的学

新教材充分考虑学生的认知发展水平，基于学生的认知水平和知识经验，科学安排学习进阶任务，学习内容由浅入深，学习活动由简单到综合，实现了课程内容的螺旋上升。新教材内容遵从科学学科“现象→层次与结构→规律、定律原理→解释应用”的认知规律，为学生的能力进阶提供了有序递进的教学序列活动。例如，第4章第3节《日地月的相对运动》中的“光的直线传播”，教材基于“实验再现→探究实证→建模认识→迁移应用”四个环节，帮助学生构建光线的概念、认识光的直线传播原理（如图2所示），这既有利于教学活动的有序开展，也有利于学生学习活动的有序进阶实施。

（三）凸显工程教育，提升工程思维

技术与工程是初中科学教学的重要组成部分，也是教师开展跨学科教学的重要载体，还是学生进行探究实践的主要方式，认识科学、技术、社会和工程的重要途径。因此，新教材中新增了《探索技术与工程的世界》这一章，这既是《义教科学课标》的要求，也是新时代育人目标的要求。新教材主要通过“科学·技术·工程”和“工程实践”两个领域帮助学生提高工程思维和实践能力。两个领域工程素材汇总如表3所示。

例如，通过呈现“显微镜的发展”，能够让学生了解到随着技术的进步和科学仪器的更新迭代，人类对于微观世界的认识更加直观和正确。这种历史性的视角有助于学生更好地理解科学的本质和科学方法的演变，增强他们对科学史的认识和兴趣，也有利于他们理解科学、技术、社会和工程之间的关系。“制作三球运动演示模型”这一工程实践活动，既是对第4章第3节《日地月的相对运动》知识的复习和应用，也是通过工程实践明确工程设计与物化的一般流程，即要经历工程师那样的实践过程——明确问题、设计方案、实施计划、检验作品、改进完善、发布成果，进而在学科实践的过程中提升工程思维和动手操作能力。

三、使用建议

（一）精读教材，把握教材编排的学科逻辑和内涵

教材反映了本学科的基本理论、基础知识和基本方法，因此，理解和把握教材是用好教材的重要一步［3］。新教材在编写理念、框架构建、内容选材、活动设计等方面均有较大的变动，教师要深入研读教材，从课标理念的角度理解教材编排的学科逻辑和内涵，挖掘各册、各单元、各板块学习内容之间的逻辑关联，提炼学习内容的价值和意义。同时，教师可以从三个维度思考教材编排的逻辑：首先是单课时内教学内容的学科逻辑；然后是课时内容在单元内的学科逻辑；最后是单元内容在整个教材体系中的学科逻辑。教师要在全面理解教材的基础上，明确教学内容、教学目标、教学活动、教学评价，进而实施教学，实现课标、教材、课堂教学的有机衔接。

（二）着眼全局，实施单元整体教学

新教材围绕特定主题对教学内容进行了整合与重组，进一步强化了教材内容的整体性、连续性和系统性，凸显了学科大概念，有利于更好地实现单元整体教学。教师在备课的时候需要有整体观，以单元为整体，先搭建单元整体框架，再细化到各个课时和板块，引导学生在系统学习形成小概念的基础上，逐步构建起该单元主题的大概念，促进学科核心概念的形成：基于单元主题创设进阶任务链，凸显推理论证、模型建构和创新思维在解决任务情境中的应用和迁移，帮助学生提升科学思维能力；基于单元复杂情境，开展多样性的探究实践和工程实践活动，帮助学生提升探究实践能力；积极探索基于单元主题意义的情境设计，逐步构建和生成围绕单元主题的深层认知、价值体系和科学家精神，帮助学生形成科学态度和价值观。

（三）重视评价，落实“教—学—评”一体化

《义教科学课标》指出：要构建素养导向的综合评价体系，强化过程评价，重视“教—学—评”一体化，关注学生在探究和实践过程中的真实表现与思维活动。新教材在教学内容上进一步强化了学科实践，因此，教师需要探索增值评价，发挥评价诊断、激励和促进的作用，使评价贯穿教学的全过程，让评价为教学赋能。从形式上，除了教师的口头评价和书面评价外，还可以通过学生自评、互评、项目评价等形式，形成多维度的评价体系。在使用教材的时候，要关注教师的教、学生的学与教学的评价是否实现了有机的结合，并通过评价的结果改进和优化教学，实现以评促改。[□][◢]

参考文献：

［1］蒋炜波，邓丽平.北师大新版初中物理教科书的实验编写特点与实验教学建议［J］.中学物理，2024（16）：7-12.

［2］喻伯军.用新课标指导新教材的教学［J］.教学月刊·小学版（综合），2024（7/8）：8-11.

［3］何锋，丁晓红，石小刚.核心素养导向的英语教材编写与使用：以译林版义务教育英语教材（2024年版）为例［J］.江苏教育研究，2024（8）：29-35.